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Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

Ce chapitre décrit très sommairement les différentes pathologies cardiaques susceptibles d'être repérées en étudiant un enregistrement Holter. Le but, ici, n'est pas d'analyser

précisément leurs origines, et leurs conséquences sur le fonctionnement cardiaque [Houghton,

1997], [Dubin, 1999], ni de décrire les traitements que ces pathologies nécessitent, mais

simplement de mettre en relation certaines observations anormales du tracé ECG avec les pathologies les plus courantes. Il s'agit ainsi de sensibiliser le lecteur à l'importance diagnostique de l'étude des caractéristiques des ondes P, Q, R, S et T (formes, distances relatives, ...), au-delà d'une simple analyse de rythme. De plus, ce chapitre permet de présenter de nombreux tracés anormaux qui sont justement ceux que l'algorithme sera amené

à analyser.

L'introduction présente les paramètres clefs de l'analyse ECG. Les pathologies repérables par

un trouble de la fréquence et de la régularité cardiaque sont ensuite décrites, suivies de celles

qui affectent la forme des ondes et les distances entre celles-ci.

I Introduction

On introduit ici les paramètres d'intérêt pour l'étude du rythme et de la forme des ondes de

l'ECG. Les valeurs indiquées sont celles normalement enregistrées chez l'adulte.

I.1 Le rythme cardiaque

L'étude du rythme cardiaque se fait à partir du repérage des ondes R ; ce rythme est

caractérisé par deux propriétés : la fréquence des ondes R, exprimée en nombre de battements

par minute (bpm), et leur régularité. En l'absence de toute pathologie, le rythme est régulier I et sa fréquence est comprise entre 60 et 100 bpm la journée et 40 et 80 bpm la nuit. Hors de ces limites, il peut y avoir trouble du I

Mais non strictement constant, un écart-type idéal de la distribution de l'intervalle RR est d'environ 100 ms.

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

32

rythme qui doit faire l'objet d'une étude approfondie pour définir une éventuelle pathologie

sous-jacente (voir la section II- Diagnostic à partir du rythme). Cependant, toute irrégularité

n'est pas pathologique : en effet, le système nerveux autonome, exerçant un contrôle permanent, peut fortement accélérer le rythme en réponse à un contexte particulier : une période de stress (Figure 1) ou d'effort, par exemple. Il est donc essentiel de prendre en considération l'activité du patient avant de poser un diagnostic.

Figure 1 : Le rythme cardiaque est en permanence soumis au contrôle du système nerveux. Ici, au

cours d'une épreuve d'examen oral, le rythme cardiaque d'un étudiant atteint 135 bpm, ce qui reste

normal étant donné le contexte. I.2 Le battement cardiaque standard et ses caractéristiques L'étude d'un enregistrement ECG est fondée sur l'analyse de quelques battements cardiaques successifs ; l'étude d'un seul battement ne fournit que peu d'indications pour la pose d'un diagnostic, mais les variations des paramètres caractéristiques de chaque battement au cours de l'enregistrement constituent une source d'information essentielle. Ces paramètres caractéristiques sont : - Les durées des ondes P, Q, R, S et T, et les amplitudes mesurées par rapport à la ligne de base (Figure 2). La ligne de base, comme nous le verrons dans les chapitres suivants, est la ligne isoélectrique du coeur au repos, qui est prise comme référence

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

33
pour mesurer l'amplitude des ondes : pendant l'inactivité cardiaque, le potentiel mesuré est donc normalement nul par rapport à cette référence. C'est le cas au niveau de l'intervalle entre les ondes T et P de deux battements successifs, de l'intervalle entre les ondes P et Q d'un même battement, de l'intervalle entre les ondes S et T (en l'absence de pathologie) - Les distances entre ces ondes.

QTdPRdPa

Ra Ta STd STa Td

QTdPRdPa

Ra Ta STd STa Td Figure 2: Paramètres d'intérêt pour la description d'un battement.

Les valeurs des paramètres de la Figure 2 couramment constatées chez l'adulte en bonne santé

sont présentées dans le tableau 1.

Onde P Intervalle PQ Complexe

QRS Intervalle ST Intervalle

QT Onde T

Durée (s) (Pd) 0.08-

0.1 (PQd) 0.12-0.2 0.08 (STd) 0.20 (QTd) 0.36

(1) 0.2

Amplitude

(mV) (Pa) 0.25 Isoélectrique : 0 Qa<0, Ra>0,

Sa<0 Isoélectrique : 0 - Ta>0

(1) L'intervalle QT dépend du rythme cardiaque, la valeur donnée ici est pour 70 bpm.

Tableau 1 : valeurs habituelles des différents paramètres caractérisant un battement cardiaque

[Slama, 1987]. P R T Q S

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

34

I.3 Extrasystole ventriculaire (ESV)

L'extrasystole ventriculaire (ESV) est un battement anormal suffisamment répandu pour être présenté en introduction. Les ESV s'observent sur quasiment tous les enregistrements,

principalement en période de récupération après un effort. Bien que leur présence n'indique

aucune pathologie particulière, si, de façon récurrente, leur nombre par minute est supérieur à

6, elles peuvent être un signe précurseur d'une tachycardie ventriculaire (II.1.2.c Tachycardie

ventriculaire), qui, elle, constitue une pathologie majeure. Contrairement aux battements normaux qui ont pour origine la dépolarisation des cellules sinusales (voir Chap.1-I.2.2. Fonctionnement électrique), l'ESV naît de la dépolarisation spontanée d'un petit groupe de cellules ventriculaires, appelé alors foyer ectopique ventriculaire. L'impulsion électrique créée n'emprunte pas la voie normale de conduction (faisceau de His), et se propage donc plus lentement dans les ventricules. La contraction ventriculaire ainsi étalée dans le temps perd de son efficacité.

Le tracé d'un battement ESV est caractérisé par deux propriétés : l'onde R n'est pas précédée

d'une onde P, puisqu'il n'y a pas eu d'activité auriculaire préalable, et la durée du complexe

est supérieure à la durée d'un complexe QRS normal (Figure 3). Figure 3: Extrasystole ventriculaire (ESV). Ce type de battement a pour origine la dépolarisation

spontanée d'un groupe de cellules des ventricules : il n'est donc pas précédé d'une onde P, et il est

plus large qu'un complexe QRS. Les ESV sont pathologiques si leur nombre par minute est supérieur à 6.

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

35

II Diagnostic à partir du rythme

Pour dresser un diagnostic à partir d'un enregistrement Holter, deux points essentiels sont à étudier : le rythme cardiaque (fréquence et régularité) et la forme des ondes (distances relatives, amplitudes, durées,...). L'analyse du rythme ne nécessite que le repérage des ondes R : elle fut donc l'un des premiers traitements automatiques du signal cardiaque. Cette analyse est fondée sur l'extraction, à

partir du signal, des deux paramètres caractéristiques suivants : la fréquence des battements et

leur régularité. Les deux paragraphes qui suivent traitent respectivement des troubles de la fréquence et des troubles de la régularité, sachant que certaines pathologies induisent ces deux anomalies rythmiques.

II.1 Fréquence

Un rythme cardiaque régulier est normal lorsqu'il est compris en journée entre 60 et 100 bpm, et entre 40 et 80 bpm pendant la nuit. Hors de ces limites, on parle de bradycardie lorsqu'il est trop lent, et de tachycardie lorsqu'il est trop rapide.

II.1.1 Bradycardie

La bradycardie est caractérisée par le fait que la fréquence cardiaque est inférieure à 60 bpm ;

elle est dite d'origine sinusale, jonctionnelle, ou ventriculaire, selon le site d'initiation de l'impulsion électrique à l'origine des battements considérés.

II.1.1.a Bradycardie sinusale

Outre sa fréquence basse, la bradycardie sinusale est caractérisée par la présence systématique

d'une onde P avant les complexes QRS (Figure 4) car l'origine de la contraction ventriculaire reste la dépolarisation du sinus et des oreillettes, comme lors de battements normaux. Les

causes d'une telle arythmie sont multiples et souvent extérieures au système cardiovasculaire :

traitement médicamenteux (bêtabloquant, digoxyne, ...), hypothermie, urémie, ...

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

36

Figure 4 : Bradycardie sinusale. Le rythme est de l'ordre de 40 bpm, la présence de l'onde P nous

assure de l'origine auriculaire des battements.

II.1.1.b Bradycardie d'origine jonctionnelle

En cas de dysfonctionnement sinusal avec ou sans dépolarisation auriculaire, le noeud AV peut assurer le rôle de pacemaker de secours à une fréquence de l'ordre de 30 à 60 bpm. L'impulsion électrique prend alors naissance dans le noeud auriculo-ventriculaire (AV) et suit le chemin de conduction habituel : la morphologie des ondes QRS est identique à celle du battement normal ; en revanche, l'onde P peut être absente ou, si elle est présente, elle peut être désynchronisée de la systole ventriculaire (Figure 5).

Ce rythme, appelé rythme d'échappement jonctionnel, dure jusqu'à ce qu'il soit inhibé par un

rythme plus rapide, sinusal par exemple. Figure 5: Rythme d'échappement jonctionnel lent à 35 bpm. L'impulsion électrique n'est plus

transmise des oreillettes aux ventricules : la jonction AV a donc pris le relais, et les ondes d'origine

ventriculaire, de forme normale, ne sont pas précédées d'ondes P. On observe cependant une

activité auriculaire (onde P) complètement désynchronisée des systoles ventriculaires. Rythme

d'échappement ventriculaire

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

37
Lorsque le problème de conduction intervient en aval du noeud AV, c'est un groupe de cellules du muscle ventriculaire qui est susceptible de devenir pacemaker (foyer ectopique

ventriculaire) ; le rythme devient alors une succession d'ESV à une fréquence très lente, entre

15 et 40 bpm, appelé rythme d'échappement ventriculaire. Ce type de pathologie constitue

une indication typique de la pose d'un stimulateur cardiaque pour éviter une possible syncope.

II.1.2 La tachycardie

À l'inverse de la bradycardie, la tachycardie est caractérisée par le fait que la fréquence est

supérieure à 100 bpm ; elle peut être d'origine sinusale II , auriculaire II ou ventriculaire.

II.1.2.a Tachycardie sinusale

La tachycardie sinusale correspond à un rythme sinusal dont la fréquence est comprise entre

100 et 180 bpm ; on observe, avant chaque complexe QRS, une onde P de forme identique à

celle observée lors du rythme normal. On a vu (Figure 1) qu'une " tachycardie » modérée et

apparaissant dans des conditions de stress ou d'effort est physiologique. Une tachycardie

sinusale est considérée comme pathologique si elle est de longue durée et indépendante du

contexte (Figure 6). Les causes de cette pathologie sont habituellement extra-cardiaques, et incluent tous les facteurs de stimulations du système nerveux : surmenage, anxiété, ... et l'influence de différentes substances comme l'adrénaline ou la caféine. Figure 6 : Tachycardie sinusale. Le rythme est de 120 BPM ; on note la présence systématique d'une onde P avant les complexes QRS. Pour s'assurer du caractère sinusal et ne pas confondre cette tachycardie avec une tachycardie auriculaire due à un foyer ectopique situé dans les II

Le terme tachycardie supraventriculaire est aussi utilisé dans la pratique ; il désigne les tachycardies dont

l'origine est située au-dessus des ventricules.

Chapitre 2 Les pathologies cardiaques

38oreillettes, il faudrait comparer la forme de l'onde P avec celle observée lors de battements normaux

(cf. II.1.2b. Tachycardie auriculaire).

II.1.2.b Tachycardie auriculaire et nodale AV

Très schématiquement, la tachycardie auriculaire peut avoir pour origine un foyer ectopique, une boucle de stimulation (flutter) ou une voie qui court-circuite la voie AV, dite voie

accessoire, avec réentrée par le noeud AV (ces deux dernières origines sont discutées plus

précisément au chapitre des arythmies III , II.2. Les arythmies). Dans le cas d'un foyer ectopique, il s'agit d'un groupe de cellules situées dans les oreillettes, qui se dépolarisent spontanément et plus rapidement que le sinus, prenant ainsi sa place. La

dépolarisation des oreillettes n'étant pas d'origine sinusale, la propagation de l'influx nerveux

diffère de celle qui a pour origine le sinus, et l'on observe une onde P de forme inhabituelle. La fréquence typique de décharge de ce type de foyer est comprise entre 120 et 200 ; en l'absence de problèmes de conduction AV, les ventricules sont entraînés au même rythme.

La décharge régulière d'un foyer ectopique localisé dans le noeud AV peut aussi être la cause

d'une tachycardie, appelée tachycardie nodale AV ; dans ce cas, la fréquence des battements

peut atteindre 250 bpm. Contrairement à la tachycardie auriculaire, aucune onde P ne précède

les complexes QRS, car il n'y a pas d'activité auriculaire avant le battement (il peut y avoir

une activité auriculaire rétrograde dont la trace sur l'ECG est noyée dans le complexes QRS).

Le principal risque de ce type de pathologie est le manque d'efficacité des ventricules qui, contraints de se contracter très fréquemment, n'ont pas le temps de se remplir correctement de sang : l'alimentation du corps en oxygène peut en être altérée.

II.1.2.c Tachycardie ventriculaire (TV)

La tachycardie ventriculaire a pour origine un ou plusieurs foyer(s) ectopique(s) ventriculaire(s) (qui se dépolarisent à tour de rôle). Les battements ont donc la forme

d'extrasystoles ventriculaires très rapprochées (Figure 7). Ce type de rythme est dangereux à

cause de sa possible évolution en fibrillation ventriculaire qui, elle, conduit au décès du III

Elles appartiennent au groupe des tachyarythmies.

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